Е. А. Богданов Основы технической
жүктеу/скачать 6.94 Mb.
|
| Нс =Нс0 + AE
где Нс0 — величина коэрцитивной силы в состоянии поставки; А — коэффициент, характерный для каждой марки стали; Е — деформация. Аналогичный вид имеет и зависимость Нс( ). По результатам статических испытаний образцов при растяжении и статистического анализа оформляются номограммы для контроля напряжений по величине коэрцитивной силы (рис. 7.11). 12 Не, А/см Рис. 7.11. Номограммы для контроля по коэрцитивной силе напряжений при одноосном растяжении плоских образцов из конструкционных сталей Номограммы в виде линейных зависимостей Нс( ) позволяют оперативно вычислить максимальные действующие напряжения с погрешностью около 5 % и выявить места с наибольшей концентрацией напряжений в элементах металлоконструкций. Рис. 7.12. Измерение коэрцитивной силы на плоских образцах из сталей СтЗ, Ст20 и 09Г2С при испытании на растяжение непосредственно под нагрузкой и после разгрузки на каждой ступени нагружения Для всех типов конструкционных сталей могут быть построены также свои экспериментальные зависимости между коэрцитивной силой и максимальными действующими напряжениями а или деформациями Е в процессе ступенчатого нагружения с последующей разгрузкой (рис. 7.12). На примере сталей СтЗ, Ст20, 09Г2С видно, что после разгрузки величина Нс остается постоянной, равной исходной Нс0, вплоть до достижения предела текучести металла . В области течения и разупрочнения металла начинается необратимая перестройка доменной структуры за счет разворота на 90 и 180° доменных границ. После перехода в упруго-пластическую область Нс линейно возрастает до значения Нсв, соответствующего пределу прочности металла бв. Под нагрузкой величина Не растет сразу после начала нагружения до величины НсТ, соответствующей пределу текучести металла т. А после небольшой площадки или зуба текучести при повышении нагрузки в области необратимых деформаций рост Нс продолжается одновременно с формированием новой доменной структуры и активным накоплением повреждений в металле вплоть до значения Нсв, при котором происходит разрушение металла. После образования и раскрытия магистральной трещины происходит частичное снятие напряжений в зоне развития трещин и снижение Нс. Максимальное значение Нс в соответствует пределу прочности металла в. Таким образом, энергия, затрачиваемая на работу разрушения Металла, и максимальное значение Нсв как при измерении непосредственно под нагрузкой, так и после разгрузки на каждой ступени нагружения практически одинаковы. В случае если стальной образец до испытаний имел остаточные напряжения сжатия (например, после обкатки), то при растяжении Нс сначала снижается до Hс0, а затем растет по механизму, описанному выше. Аналогичный процесс может наблюдаться и в трубах, прошедших экспандирование при изготовлении. Структурные и магнитные превращения здесь связаны со снятием напряжения одного знака и формированием доменной структуры под действием напряжения обратного знака. Энергетический подход правомерен и при анализе усталостного разрушения магнитным методом. Запас энергии, затрачиваемой на накопление повреждений и разрушение, примерно одинаков для данных марок сталей как при статическом, так и циклическом нагружениях, т. е. Нсв ~ Нсуст . Величина Нс определяется векторной суммой действующих напряжений первого, второго и третьего родов. Поэтому при магнитном контроле напряженно-деформированного состояния металлоконструкций необходимо учитывать не только абсолютные значения напряжений, но и их направление по отношению к расположению магнитных силовых линий в месте контроля. Напряжения третьего рода определяются структурой и химическим составом металла. Напряжения второго рода являются начальными и формируются при изготовлении конструкции. Они увеличивают коэрцитивную силу и образуют в металле поля остаточных напряжений определенного знака. Напряжения первого рода обусловлены воздействием эксплуатационных нагрузок. Эти напряжения, накладываясь на предыдущие, могут как уменьшать, так и увеличивать Нс в области упругих деформаций в зависимости от направления действия последних. Однако при переходе в упругопластическую область напряжения первого рода оказывают преобладающее влияние, и под их действием коэрцитивная сила возрастает по закону, близкому к линейному, вплоть до Нсв, соответствующей пределу прочности данного материала. Для измерения коэрцитивной силы используют коэрцитиметры с приставным электромагнитом. Ранее в течение ряда лет отечественной промышленностью серийно выпускался коэрцитиметр КИФМ-1, включающий приставной электромагнит с феррозондовым преобразователем. С 1998 г. МНПО «Спектр» (г. Москва) совместно с научно-производственной фирмой «Специальные научные разработки» приступили к серийному выпуску цифрового полуавтоматического структуроскопа-коэрцитиметра КРМ-ЦК-2, в приставном П-образном электромагните которого использован в качестве магнитного преобразователя датчик Холла. Схема приставного электромагнита приведена на рис. 7.13. Модель КРМ-ЦК-2 имеет автономное питание — портативный аккумулятор, выполненный заодно с измерительным блоком, поэтому его можно использовать при диагностировании различных объектов как в полевых, так и во взрывопожароопасных условиях. Принцип жүктеу/скачать 6.94 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|